Förstenade fossiler beror på permineralisering, ersättning av en gång levande materia med mineraler. Lösningar som innehåller silikater, karbonater, järn eller andra mineraler sipprar in i luckorna och mellanrummen mellan cellerna, först innesluter cellerna och så småningom ersätter cellerna själva. Med tiden ersätter mineraler helt det organiska materialet och skapar en förstenad fossil.
TL; DR (för lång; Läste inte)
Förstenade fossiler bildas när mineraler ersätter strukturen i en organism. Denna process, kallad permineralisering, inträffar när grundvattenlösningar mättar resterna av begravda växter eller djur. När vattnet avdunstar kvarstår mineralerna och fyller så småningom i de utrymmen som lämnas när organismen sönderfaller. De flesta förstenade fossilerna bildas av kvartsmineraler, kalcit eller järnföreningar.
Att vända sig till Stone
Förstenande börjar med en snabb begravning av växt- eller djurmaterial. Begravningen sänker nedbrytningshastigheten så att utbytet kan ske. Vatten som innehåller upplösta mineraler cirkulerar genom sedimenten. Med tiden sipprar dessa mineralrika lösningar in i och mättar de begravda resterna. När vattnet avdunstar kvarstår mineralerna. De upplösta mineralerna i lösningen kristalliserar mellan cellerna i organismen. När cellerna sönderfaller fylls lösningen i de luckor som finns kvar. Så småningom ersätter de deponerade mineralerna allt organiskt material. Skal, ben och växter, särskilt träd, är särskilt lämpade för permineralisering eftersom cellernas naturliga strukturer bibehåller sin form under begravningen och utbytesprocessen.
Mineraler kopierar livet
De flesta förstenade fossilerna bildas av silikater, karbonater eller järn. Den typ av material som deponeras bestämmer detaljnivån i det resulterande fossilet. När kiseldioxidlösningar fyller i cellstrukturen bildas extremt finkornig kryptokristallin kvarts. De mikroskopiska kvartskristallerna ersätter cellmaterialet bit för bit, vilket ofta skapar en duplikat i sten av den ursprungliga organismen, även i vissa fall ner till detaljerad replikering av den inre strukturen av celler. Karbonatlösningar avsätts också som mycket finkorniga kristaller som efterliknar organismens ursprungliga cellstrukturer. Kristallerna från järnlösningar tenderar att växa större och visar organismens huvudstrukturer men inte de finare detaljerna.
Fossilernas mineralogi
Miljöförhållandena avgör vilken typ av mineral som förstenar fossiler. Kiseldioxidberikat vatten utvecklas i områden med vulkaniska bergarter som graniter, basalter och särskilt vulkanaska. Karbonatlösningar kan utvecklas i marina och icke-marina miljöer, men de förekommer oftast i marina miljöer eftersom kalciumkarbonat lättare bildas i marina miljöer. Järnrika lösningar kräver svavel för att bilda fossiler, så järnförstenade fossiler förekommer oftast i marina miljöer, med några sällsynta exempel som finns i lera.
Förstenat liv
De mest kända förstenade fossilerna kan vara förstenade skogar. Många av dessa fossiler behåller så mycket av trädens utseende att de ursprungliga arterna och tillväxtvanorna kan identifieras. Träd är dock inte det enda förstenade livet. Exempel på kiselhaltiga fossiler inkluderar marina fossiler från havet, opala, en amorf kiseldioxid och markbundna fossiler, särskilt växtfossiler, gjorda av chert, jaspis och andra kiselhaltiga mineraler. Valben förstenade av kalcit, sanddollar förstenade av järnpyritkristaller, dinosaurieägg och till och med forntida gödsel som bevarats som sten har hittats runt om i världen.